The Effects of a Multi-Point Thermal Haptic Ring System on Presence in a VR Environment
这项初步研究表明，来自多点触觉环系统的接触触发热反馈可能会增强虚拟现实中的空间存在感和体验真实感，尽管由于统计显著性较低且缺乏优于均匀热反馈的证据，其研究结果仍需进一步验证。
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想象一个你可以伸手触摸虚拟物体，感受其形状和重量的世界，但唯独缺少了一样核心要素：温度。在当今的虚拟现实中，你可能会看到一杯热气腾腾的咖啡或一块冰块，但你的双手感受到的却只有空气。这种视觉与触觉之间的差距限制了这些数字世界看起来有多真实。研究这一现象的科学家称这种“身临其境”的感觉为“存在感”（presence）。这不仅仅关乎看到一张逼真的图片，更关乎大脑是否接受该环境为一个你真实存在的场所。虽然视觉和声音效果已经变得异常清晰，但增加触觉已被证明是一件难事。研究人员现在正在探索，通过在这些数字交互中加入热量和冷感，是否可以欺骗大脑，使其相信虚拟世界是真实的，特别是通过测试：当你抓取物体时感受到的温度变化，是否会让该物体感觉更加坚实，并让这个世界更具可信度。
西苏格兰大学的一个研究小组决定利用一个简单而巧妙的装置来测试这个想法。他们构建了一个由两个小圆环组成的系统，这些圆环可以戴在人的手指上，很像结婚戒指，但有一个特别之处。每个圆环内部都有一个能够变热或变冷的装置，由计算机控制。他们将这些圆环戴在三十名志愿者的食指和无名指上。随后，志愿者们戴上虚拟现实头显，进入了一个包含三个灰色圆柱体的数字房间。这些圆柱体看起来完全一样；没有任何颜色或标签可以用来区分它们。辨别它们的唯一方法就是去抓取它们。
实验旨在观察温度反馈是否会产生影响。在一轮实验中，志愿者抓取圆柱体时，圆环保持中性，不提供任何温度变化。在另一轮实验中，圆环在接触到圆柱体的瞬间做出反应。其中一个圆柱体让两根手指都感到寒冷，另一个让两根手指都感到温暖，而第三个则提供了一种奇特的、分裂的感觉：一根手指感到冷，另一根手指感到热。志愿者不知道哪个圆柱体对应哪种感觉，也不知道哪一轮是哪一轮，因为顺序是混合排列的，以确保公平。每一轮结束后，他们都会填写一份调查问卷，询问体验的真实感、他们在虚拟世界中的存在感，以及他们在活动中的投入程度。
结果为我们展示了大脑如何处理这些数字感官的一瞥。当圆环提供温度反馈时，志愿者报告了更强的“空间存在感”（spatial presence），这意味着他们感觉自己更物理地位于虚拟空间之中。他们还认为这种体验更具真实感，觉得与物体的交互更加合理。然而，反馈并没有改变他们在任务中的整体投入程度，也没有改变他们广泛意义上的整体存在感。温度线索似乎专门作用于接触的那一瞬间，使虚拟物体感觉像是可以握住的真实物体，而不是改变了整个房间的氛围。
志愿者还表达了他们对温度本身的看法。他们发现热感比冷感更容易感知且更稳定。冷却系统功能强大，但在维持稳定的低温方面，不如加热系统维持温暖那样迅速。尽管如此，参与者普遍认为温度反馈增加了体验的真实感和沉浸感。他们觉得热和冷与他们触摸的物体是相符的，即便他们无法看到温度。
研究人员非常谨慎，没有夸大这些发现。由于他们测试了体验的四个不同方面，而其中只有两个显示出明显的差异，因此他们将结果描述为一种有希望的暗示，而非最终的证明。研究表明，局部的温度变化可以帮助让虚拟物体感觉更真实，但这并不能证明在不同手指上使用不同温度比在两根手指上使用相同温度更好。所使用的设备仍通过电线与外部计算机连接，这提醒人们，这项技术尚未像一副简单的手套那样实现无缝衔接。
最终，这项研究表明，将温度感官添加到虚拟现实中可以弥合数字与物理之间一个微小但重要的差距。它表明，当我们能够感受到虚拟冰块的寒冷或虚拟火焰的热度时，我们的大脑会更愿意接受我们确实身处其中的事实。虽然这项技术仍需进一步完善才能达到完美，但实验证实，触觉——特别是通过温度实现的触觉——是创造真正沉浸式虚拟世界的关键拼图之一。
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